[发明专利]用于制造电声谐振器的方法以及电声谐振器设备

说明书

贵金属的晶种层(210)通过在金属电极(111)上的电化学沉积来形成，该金属电极(111)被设置在电介质层(110，310)上。贵金属晶种层允许在金属电极上的高度纹理化的压电层(320)的沉积。

技术领域

本公开涉及电声谐振器。具体地，本公开涉及一种用于制造电声谐振器的方法，该方法包括在电介质层上形成金属电极以及在金属电极上形成压电层。

背景技术

电声谐振器被广泛用在电子设备中以形成RF滤波器和其他RF设备。一个类型的电声谐振器是体声波(BAW)谐振器，其包括被夹在一对底金属电极和顶金属电极之间的压电层。通过将电RF信号施加到电极，共振声波在压电层内被生成。电RF信号与共振声波之间的相互作用在电信号上执行频率选择性滤波功能。压电层的晶向对准对于未来RF通信滤波器满足增强的性能要求而言变得更加重要。结晶度的增加引起压电层的电声耦合的增加。

本公开的目标是提供一种用于制造表现出增强的性能的电声谐振器的方法。

本公开的另一目标是提供一种用于制造表现出增加的结晶度的具有的压电薄膜层的电声谐振器的方法。

本公开的又一目标是提供一种具有增强的性能的电声谐振器设备。

本公开的再一目标是提供一种具有增强的结晶度的压电层的电声谐振器。

发明内容

通过包括本权利要求1的特征的用于制造电声谐振器的方法，以上提及的目标中的一个或多个目标被实现。

根据该方法，金属电极在具有电介质顶层的工件上形成。采用电化学沉积过程，贵金属层被形成在金属电极上。这允许在金属电极上的贵金属的薄晶种层的选择性自我限制的形成。没有贵金属层被形成在电介质层的表面上。电化学过程不需要沉积的贵金属层的构造，由于它的惰本性，这种构造可能是困难的。而且，这时候也不需要光刻步骤。

在底电极层上的贵金属层的电化学形成使用包含贵金属的盐的溶液。仅通过将包括电介质层上的底金属电极的工件沉浸到贵金属盐溶液中，贵金属层的形成以自我限制的方式发生。

然后，压电层被形成在覆盖有贵金属层的金属电极上，其中晶种层的惰本性是要被沉积的压电层的定向。优选地，压电层被直接形成在贵金属层上。压电层是高纹理化的，并且表现出增强的结晶度，所以实现了良好的压电性质和增加的电声耦合。结果，包括BAW谐振器的RF滤波器将具有更高的品质因数，更陡的边缘和更好的阻带抑制。

将工件沉浸到贵金属盐溶液中执行电化学镀过程，该过程在金属电极上生长贵金属层，其中溶解在溶液中的贵金属沉积在电极上越多，则贵金属从电极进入溶液越少。电化学氧化还原过程发生在金属电极的表面处，包括通过电极材料的牺牲反应和通过溶解的贵金属材料的沉积反应。当电极材料无法再通过沉积的贵金属层而扩散进入溶液时，该过程停止，所以该过程是自我限制的。

电介质层可以是诸如氧化硅或二氧化硅的氧化物，使得电介质层的表面处于阻止电化学反应的氧化态。在电介质层上将不发生贵金属的电化学沉积。

提供电介质层的工件可以被处理为包括布拉格反射镜层堆叠，在该布拉格镜层堆叠上谐振器层夹层被形成。布拉格反射镜防止声波从压电层泄漏并传播到衬底中，因为它将声波反射回压电层。包括诸如布拉格反射镜层堆叠的固体反射布置的该BAW结构被称为固定安装谐振器(SMR)。备选地，谐振器可以在声学上活跃的区域的下方或在声学上活跃的区域的对面表现空腔，以防止声波从压电层泄漏出来。使用气腔的谐振器被称为薄膜体声谐振器或独立式声谐振器(FBAR)。

金属电极可以包括金属材料，例如钨、钼、钛、铝或铜。具体地，诸如钨和钼的材料是声学上相对硬的材料，可用于增强的性能的BAW谐振器。铝层可以包括一定量的铜，以使它在声学上更坚硬。铜可以在热处理期间扩散穿过铝，形成铝和铜的金属间相(Al₂Cu)的晶粒。